45. Hüdroajami täiturmootorid, hüdrosilindrite tööpõhimõte.

Hüdroajami täiturmootor on seade, mis muundab mootorisse juhitud vedeliku rõhuenergia väljundlüli (võlli, kolvivarre vms.) kaudu mehaaniliseks energiaks.

Tööpõhimõtte järgi eristatakse täitureid, milles väljundlüli liigub vedeliku impulsimomendi (kineetiline moment) muutumise tõttu (dünaamilise toimega hüdromootorid nagu hüdroturbiin jt.) ja täiturid, milles väljundlüli liigub rõhuvahe tõttu (jõusilindrid, momendisilindrid, rootorkolbhüdromootorid).

Hüdrotäiturid võimaldavad tekitada nii väljundlüli kulgevat edasi-tagasi liikumist (jõu e. hüdrosilindrid) kui ka väljundlüli pöörlevat liikumist (kolbradiaal-, kolbaksiaal-, labapöördhüdromootorid ja gerootormootorid ehk planetaarmootorid).

Hüdraulist automaatreguleerimissüsteemi täiturseadet, mis samuti toimib hüdromootorina, nimetatakse reguleerimissüsteemis servomootoriks.

Servomootori väljundi joon- või pöördliikumine on sobitatud reguleerorgani liikumisega.

Sisuliselt võib kõiki hüdrotäitureid vaadelda hüdromootoritena, sest ka hüdrosilinder on edasi-tagasi liikumist võimaldav hüdromootor.

Erinevalt hüdromootorist mis muundab hüdroenergia mehaaniliseks ringliikumiseks, kasutatakse hüdrosilindrit lineaarsete liikumiste teostamiseks. Hüdrosilindrid töötavad vajadusel nii lükkele kui tõmbele ja võimaldavad tõsta või liigutada suuri koormusi, jäädes gabariitidelt sobivaks väikeste, kuid võimsate seadmete ehitamiseks.

Hüdromootorite suur eelis on nende sujuv töötamine , suur kulumis- ja töökindlus, väldivad seadmete ülekoormamist ja on hästi reguleeritavad.

Laevade jõuseadmetes ja reguleerimisseadmetes on laialdast kasutamist leidnud nii kulgeva- kui ka pöördliikumisega hüdromootorid.

Jõusilindrid

Jõusilinder on edasi tagasi liikuva kolviga hüdromootor, mille põhilised osad on silinder, kolb,kolvisäär ja klappidega torustik. Käitav mehhanism ühendatakse kolvisäärega . Kolvisääre vahendusel edasiantav jõud oleneb vedeliku (õli) rõhust ja kolvi pindalast. Kolvi liikumise suund sõltub sellest, kummale poole kolbi vedelik silindrisse juhitakse. Liikumine saab toimuda ainult siseneva ja silindrist väljuva rõhu vahe Δp olemasolul (p₁˃ p või vatupidi).

Konstruktsioonilt võib jõusilindrid jagada

• siiber- ehk varb(plunzer)hüdrosilindrid

• kolbhüdrosilindrid

Siiberhüdrosilindrid (joonis 4.1) on suure rõhujõuga ühepoolse toimega jõusilindrid, mille silindrivars toetub kogu ulatuses (a) või ainult osaliselt (b) silindrihülsile ja tema silindrihülsile mittetoetuv läbimõõt on lähedane silindrihülsi läbimõõdule (b). Selline konstruktsioon tagab kõrgel rõhul töötavale jõusilindrile suure survejõu (F) rakenduse.

Joonis 4.1 Siiberhüdrosilindri skeem

Hüdrovedelik (rõhul p) juhitakse silindrisse ava (A) kaudu, mis tekitab väljuvale varbkolvile jõu (F₁), algasendisse viiakse plunzer talle rakendatud välisjõu F poolt.

Lineaar-ehk kulgeva liikumisega kolbjõusilindrid võib jagada:

- ühepoolse toimega hüdrosilindrid ,

- kahepoolse toimega hüdrosilindrid,

- teleskoophüdrosilindrid.

- ühepoolse väljuva kolvisäärega,

- kahepoolse väljuva kolvisäärega

- hüdrosilindrid liikuva säärega (korpus on kinnitatud liikumatu objekti

külge)

- hüdrosilindrid liikuva korpusega (kolvisäär on kinnitatud liikumatu

objekti külge)

Ühepoolse toimega jõusilinder (joonis 4.2.) üldtingmärgiga skeemidel .

Joonis 4.2 Jõusilindri üldmärgistus

Ühepoolse toimega jõusilinder võib töötada survele (joonis 4.3) kui ka tõmbele (joonis 4.4). Töö suund oleneb sissejuhitava hüdrovedeliku suunast. Kolvisääre liikumise suund kiirusel (v) ja jõud (F) oleneb ava A kaudu silindrisse antavast õli rõhust ja hulgast, tagasiliikumine tekitatakse sisese (a) või välise (b) tagastusvedru mõjul.

Joonis 4.3 Survele töötav jõusilinder

Joonis 4.4 Tõmbele töötav jõusilinder

Kahepoolse toimega jõusilindrid (joonis 4.5) võivad olla valmistatud ühe (a) või kahepoolse kolvisäärega (b).

Joonis 4.5 Kahepoolse toimega jõusilinder

Kahepoolse toimega jõusilindrites töötavad kolvi mõlemad pooled vaheldumisi - ühelt poolt juhitakse hüdrovedelik silindrisse , teiselt poolt silindrist tagasi süsteemi (A – B või vastupidi B – A). Kuna rõhk süsteemis on mõlemail juhul võrdne, aga ühepoolse kolvisäärega silindri mahud ja kolvi aktiivpinnad on erinevad, siis ka jõud ja kiirused on erinevad – suuremale pinnale mõjuv rõhk tekitab suurema jõu aga annab kolvile väiksema kiirus ja vastupidi.

Kahepoolse kolvisäärega jõusilindrites tekib sarnane olukord siis, kui kolvisääre läbimõõdud on erinevad.

Teleskooptüüpi jõusilindreid (tingmärk ja tööskeem joonis 4.6) kasutatakse piiratud mõõtmetega ruumis, kus on vajalik suur lineaarne kolvisääre liikumine, nad võivad olla ühe- või kahepoolse toimega, koosneda kahest ja rohkemast astmest.

Teleskooptüüpi ühepoolse toimega

hüdrosilindri tingmärk.

Üheaegselt väljuvate astmetega

teleskoopjõusilindri skeem.

Joonis 4.6. Erinevat tüüpi teleskooptüüpi jõusilindrid

Ühepoolse toimega mitmeastmelise jõusilindris (joonis 4.6) hüdrovedeliku juhtimisel välimise silindri töökambrisse liigub sisemine silinder välja. Edasi juhitakse õli järgmise silindri töökambrisse jne. , kuni kõigi hüdrosilindrite sääred on silindritest väljunud.

Kui rõhu all hüdrovedelikku andva pumba tootlikkus ei muutu, siis sisemiste silindrite väljumise kiirus on eelmisest suurem proportsionaalselt silindri läbimõõdu vähenemisele . Silindri arendavaks jõuks (F) loetakse viimase silindri antavat jõudu. Kolbide tagasiliikumine saadakse vertikaalselt asuvate ühepoolse toimega silindritel raskusjõu või välise jõuallika toimel (horisontaalse asetustega silindritel).

Kahepoolse toimega teleskooptüüpi jõusilindrites (joonis 4.7) viimasest astmest väljuv õli juhitakse väljalaske liini hüdrovooliku (1) kaudu. Silindrite algasendisse viimiseks juhitakse õli töökambritesse vastupidises järjekorras.

1.Hüdrovoolik

2, 6. Sisse- ja väljavoolu liinid

3, 4, 5. Jõusilindri astmed (silindrid)

a, b, c, d. Jõusilindrite töökambrid

Joonis 4.7 Teleskooptüüpi jõusilindrite tööskeem